Question

【題目】鈦酸鋇被譽(yù)為“電子陶瓷工業(yè)的支柱”。工業(yè)制取方法如圖，先獲得不溶性草酸氧鈦鋇晶體[BaTiO(C2O4)24H2O]，煅燒后可獲得鈦酸鋇粉體。

（1）酸浸時發(fā)生的反應(yīng)的離子方程式為___。

（2）配制TiCl4溶液時通常將TiCl4固體溶于濃鹽酸再加水稀釋，其目的是___。

（3）加入H2C2O4溶液時，發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為___。可循環(huán)使用的物質(zhì)X是___（填化學(xué)式），設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案驗(yàn)證草酸氧鈦鋇晶體是否洗滌干凈：___。

（4）煅燒草酸氧鈦鋇晶體得到BaTiO3的同時，生成高溫下的氣態(tài)產(chǎn)物有CO、___。

（5）工業(yè)上用飽和Na2CO3溶液處理重晶石（主要成分是BaSO4），待達(dá)到平衡后，移走上層清液，重復(fù)多次操作，將其轉(zhuǎn)化為易溶于酸的BaCO3，再由BaCO3制備其它鋇鹽。已知常溫下：Ksp(BaSO4)＝1.0×10－10，Ksp(BaCO3)＝2.59×10－9，請問至少需要___molL－1的碳酸鈉溶液浸泡才能實(shí)現(xiàn)上述轉(zhuǎn)化（忽略CO32－的水解）。

Answer 1

【答案】BaCO3+2H+=Ba2++CO2↑+H2O 抑制TiCl4的水解 BaCl2+TiCl4+2H2C2O4+5H2O=BaTiO(C2O4)24H2O↓+6HCl HCl 取最后一次洗滌液少許，滴入硝酸酸化的硝酸銀，若無沉淀生成，則說明晶體已經(jīng)洗滌干凈 CO2和H2O（g） 2.59×10-4

【解析】

由制備流程可知，碳酸鋇與鹽酸反應(yīng)生成氯化鋇，然后氯化鋇與四氯化碳、草酸反應(yīng)生成BaTiO(C2O4)24H2O，過濾、洗滌、干燥、煅燒得到BaTiO3，

(1)碳酸鋇與鹽酸反應(yīng)生成氯化鋇、水、二氧化碳；

(2)TiCl4可發(fā)生水解反應(yīng)；

(3)加入H2C2O4溶液生成草酸氧鈦鋇晶體，同時生成HCl可循環(huán)使用；可用硝酸銀檢驗(yàn)沉淀是否洗滌干凈；

(4)BaTiO(C2O4)24H2O煅燒，發(fā)生分解反應(yīng)，生成高溫下的氣體產(chǎn)物有CO、CO2、H2O(g)；

(5)根據(jù)Ksp(BaSO4)計(jì)算飽和溶液中硫酸根離子的濃度，再根據(jù)平衡常數(shù)計(jì)算c(CO32﹣)。

(1)碳酸鋇與鹽酸反應(yīng)生成氯化鋇、水、二氧化碳，離子反應(yīng)為BaCO3+2H+＝Ba2++CO2↑+H2O；

(2)TiCl4可發(fā)生水解反應(yīng)，則通常將TiCl4溶于濃鹽酸，目的是抑制TiCl4的水解；

(3)加入H2C2O4溶液生成草酸氧鈦鋇晶體，反應(yīng)為BaCl2+TiCl4+2H2C2O4+5H2O＝BaTiO(C2O4)24H2O↓+6HCl，同時生成HCl(或鹽酸)可循環(huán)使用，檢驗(yàn)沉淀是否洗滌干凈，可取最后一次洗滌液少許，滴入硝酸酸化的硝酸銀，若無沉淀生成，則說明晶體已經(jīng)洗滌干凈；

(4)BaTiO(C2O4)24H2O煅燒，發(fā)生分解反應(yīng)，由元素守恒可知，生成高溫下的氣體產(chǎn)物有CO、CO2、H2O(g)；

(5)已知Ksp(BaSO4)＝1.0×10﹣10，則飽和硫酸鋇溶液中硫酸根離子的濃度c(SO42﹣)＝＝1.0×10﹣5mol/L，則c(CO32﹣)＝mol/L＝2.59×10﹣4mol/L。